sha256 加密算法

sha256 加密算法

go 调用 sha256 加密

字符串哈希值

package main

import(
    "fmt"
    "crypto/sha256"
    "io"
    "log"
    "os"
)

func main() {

    // 第一种调用方法
    sum := sha256.Sum256([]byte("hello world\n"))
    fmt.Printf("%x\n", sum)

    // 第二种调用方法
    h := sha256.New()
    h.Write([]byte("hello world\n"))
    fmt.Printf("%x\n", h.Sum(nil))
}

文件哈希值

    // 对文件加密
    f, err := os.Open("test.txt")
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer f.Close()

    h = sha256.New()
    if _, err := io.Copy(h, f); err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    fmt.Printf("%x\n", h.Sum(nil))

源码下载：https://github.com/didianV5/blockchain/tree/master/encryption/sha256

sha256 实现原理

SHA-256 算法输入报文的最大长度不超过2^64 bit，输入按512-bit 分组进行处理，产生的输出是一个256-bit 的报文摘要。

• 附加填充比特：对报文进行填充使报文长度与448 模512 同余（长度=448 mod 512），填充的比特数范围是1 到512，填充比特串的最高位为1，其余位为0。就是先在报文后面加一个 1，再加很多个0，直到长度 满足 mod 512=448.为什么是448，因为448+64=512. 第二步会加上一个 64bit的 原始报文的 长度信息。

• 附加长度值 将用64-bit 表示的初始报文（填充前）的位长度附加在步骤1 的结果后（低位字节优先）。

• 初始化缓存：使用一个256-bit 的缓存来存放该散列函数的中间及最终结果。 该缓存表示为

  const (
      init0     = 0x6A09E667
      init1     = 0xBB67AE85
      init2     = 0x3C6EF372
      init3     = 0xA54FF53A
      init4     = 0x510E527F
      init5     = 0x9B05688C
      init6     = 0x1F83D9AB
      init7     = 0x5BE0CD19
  )

• 处理512-bit（16 个字）报文分组序列：该算法使用了六种基本逻辑函数，由64步迭代运算组成。每步都以256-bit 缓存值ABCDEFGH 为输入，然后更新缓存内容。 每步使用一个32-bit 常数值Kt 和一个32-bit Wt。

  • 常数K为

  var _K = []uint32{
      0x428a2f98,
      0x71374491,
      0xb5c0fbcf,
      0xe9b5dba5,
      0x3956c25b,
      0x59f111f1,
      0x923f82a4,
      0xab1c5ed5,
      0xd807aa98,
      0x12835b01,
      0x243185be,
      0x550c7dc3,
      0x72be5d74,
      0x80deb1fe,
      0x9bdc06a7,
      0xc19bf174,
      0xe49b69c1,
      0xefbe4786,
      0x0fc19dc6,
      0x240ca1cc,
      0x2de92c6f,
      0x4a7484aa,
      0x5cb0a9dc,
      0x76f988da,
      0x983e5152,
      0xa831c66d,
      0xb00327c8,
      0xbf597fc7,
      0xc6e00bf3,
      0xd5a79147,
      0x06ca6351,
      0x14292967,
      0x27b70a85,
      0x2e1b2138,
      0x4d2c6dfc,
      0x53380d13,
      0x650a7354,
      0x766a0abb,
      0x81c2c92e,
      0x92722c85,
      0xa2bfe8a1,
      0xa81a664b,
      0xc24b8b70,
      0xc76c51a3,
      0xd192e819,
      0xd6990624,
      0xf40e3585,
      0x106aa070,
      0x19a4c116,
      0x1e376c08,
      0x2748774c,
      0x34b0bcb5,
      0x391c0cb3,
      0x4ed8aa4a,
      0x5b9cca4f,
      0x682e6ff3,
      0x748f82ee,
      0x78a5636f,
      0x84c87814,
      0x8cc70208,
      0x90befffa,
      0xa4506ceb,
      0xbef9a3f7,
      0xc67178f2,
  }

  • Wt 是 分组之后的报文

  for i := 0; i < 16; i++ {
          j := i * 4
          w[i] = uint32(p[j])<<24 | uint32(p[j+1])<<16 | uint32(p[j+2])<<8 | uint32(p[j+3])
      }
      for i := 16; i < 64; i++ {
          v1 := w[i-2]
          t1 := (v1>>17 | v1<<(32-17)) ^ (v1>>19 | v1<<(32-19)) ^ (v1 >> 10)
          v2 := w[i-15]
          t2 := (v2>>7 | v2<<(32-7)) ^ (v2>>18 | v2<<(32-18)) ^ (v2 >> 3)
          w[i] = t1 + w[i-7] + t2 + w[i-16]
      }
  

  • 64步迭代运算

  for i := 0; i < 64; i++ {
          t1 := h + ((e>>6 | e<<(32-6)) ^ (e>>11 | e<<(32-11)) ^ (e>>25 | e<<(32-25))) + ((e & f) ^ (^e & g)) + _K[i] + w[i]
  
          t2 := ((a>>2 | a<<(32-2)) ^ (a>>13 | a<<(32-13)) ^ (a>>22 | a<<(32-22))) + ((a & b) ^ (a & c) ^ (b & c))
  
          h = g
          g = f
          f = e
          e = d + t1
          d = c
          c = b
          b = a
          a = t1 + t2
      }
  
      h0 += a
      h1 += b
      h2 += c
      h3 += d
      h4 += e
      h5 += f
      h6 += g
      h7 += h

• 生成256-bit的报文摘要 所有的512-bit分组处理完毕后，对于SHA-256算法最后一个分组产生的输出便是256-bit的报文摘要。

  dig.h[0], dig.h[1], dig.h[2], dig.h[3], dig.h[4], dig.h[5], dig.h[6], dig.h[7] = h0, h1, h2, h3, h4, h5, h6, h7

源码下载

源码地址： https://github.com/didianV5/blockchain/tree/master/encryption/sha256/source